Струнный гальванометр и история электрокардиографии.

Введение

Струнный гальванометр – это чувствительный, быстродействующий измерительный прибор, использующий одинокую тонкую нить проволоки, подвешенную в сильном магнитном поле, для измерения малых токов. При работе для освещения тонкой нити используется мощный источник света, а оптическая система увеличивает движение нити, позволяя наблюдать или регистрировать его с помощью фотографии. Принцип действия струнного гальванометра применялся для электрокардиограмм до появления электронных вакуумных ламповых усилителей в 1920-х годах. Для большинства телеграфных целей было достаточно обнаружить наличие импульса. В 1892 году Андре Блондель описал динамические свойства прибора, способного измерять форму электрического импульса – осциллографа. Август Валлер обнаружил электрическую активность сердца и в 1887 году создал первую электрокардиограмму, однако его оборудование было медленным. Физиологи работали над созданием более совершенного прибора. В 1901 году Виллем Эйнтховен описал научную основу и потенциальную применимость струнного гальванометра, отметив: «Мистер Адер уже создал прибор с проволоками, натянутыми между полюсами магнита. Это был телеграфный приемник». Эйнтховен разработал чувствительную версию струнного гальванометра, позволявшую фотографически регистрировать импульсы, связанные с сердцебиением. Он был пионером в применении струнного гальванометра в физиологии и медицине, что привело к современной электрокардиографии. В 1924 году Эйнтховен был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине за свои работы. До появления струнного гальванометра ученые использовали прибор, называемый капиллярным электрометром, для измерения электрической активности сердца, но он не позволял получать результаты диагностического уровня. Виллем Эйнтховен адаптировал струнный гальванометр в Лейденском университете в начале XX века и опубликовал первую регистрацию его использования для записи электрокардиограммы в сборнике Festschrift в 1902 году. Первая электрокардиограмма человека была записана в 1887 году, однако количественный результат с помощью струнного гальванометра был получен только в 1901 году. В 1908 году врачи Артур МакНалти, доктор медицинских наук Оксфордского университета, и Томас Льюис первыми в своей профессии начали применять электрокардиографию для медицинской диагностики.

A string galvanometer is a sensitive fast responding measuring instrument that uses a single fine filament of wire suspended in a strong magnetic field to measure small currents. In use, a strong light source is used to illuminate the fine filament, and the optical system magnifies the movement of the filament allowing it to be observed or recorded by photography. The principle of the string galvanometer remained in use for electrocardiograms until the advent of electronic vacuum tube amplifiers in the 1920s. For most telegraphic purposes it was sufficient to detect the existence of a pulse. In 1892 André Blondel described the dynamic properties of an instrument that could measure the wave shape of an electrical impulse, an oscillograph. Augustus Waller had discovered electrical activity from the heart and produced the first electrocardiogram in 1887. But his equipment was slow. Physiologists worked to find a better instrument. In 1901, Willem Einthoven described the science background and potential utility of a string galvanometer, stating "Mr. Adair as already built an instrument with a wires stretched between poles of a magnet. It was a telegraph receiver." Einthoven developed a sensitive form of string galvanomter that allowed photographic recording of the impulses associated with the heartbeat. He was a leader in applying the string galvanometer to physiology and medicine, leading to today's electrocardiography. Einthoven was awarded the 1924 Nobel prize in Physiology or Medicine for his work. Previous to the string galvanometer, scientists were using a machine called the capillary electrometer to measure the heart’s electrical activity, but this device was unable to produce results of a diagnostic level. Willem Einthoven adapted the string galvanometer at Leiden University in the early 20th century, publishing the first registration of its use to record an electrocardiogram in a Festschrift book in 1902. The first human electrocardiogram was recorded in 1887; however, it was not until 1901 that a quantifiable result was obtained from the string galvanometer. In 1908, the physicians Arthur MacNalty, M. D. Oxon, and Thomas Lewis teamed to become the first of their profession to apply electrocardiography in medical diagnosis.

Механика

Гальванометр Эйнтовена состоял из серебряной кварцевой нити длиной в несколько сантиметров (см. рисунок справа) и пренебрежимо малой массы, которая проводила электрические токи от сердца. На эту нить воздействовали мощные электромагниты, расположенные по обе стороны от неё, что вызывало её боковое смещение пропорционально протекающему току под действием электромагнитного поля. Смещение нити сильно усиливалось и проецировалось через узкую щель на движущуюся фотопластинку. Изначально нить изготавливалась вытягиванием стеклянной нити из тигля с расплавленным стеклом. Для получения достаточно тонкой и длинной нити через комнату стреляли стрелой, которая вытягивала нить из расплавленной массы. Полученная нить затем покрывалась серебром для обеспечения проводящего пути для тока. Натяжением или ослаблением нити можно было очень точно регулировать чувствительность гальванометра. Вес прибора составлял около 600 фунтов.

Процедура

Пациенты сидят, опустив обе руки и левую ногу в отдельные ёмкости с физиологическим раствором. Эти ёмкости служат электродами для проведения тока с поверхности кожи к нити. Три точки электроконтакта на этих конечностях образуют так называемый треугольник Эйнтовена – принцип, который до сих пор используется при современной регистрации ЭКГ.